DE3587561T2 - Halbleiterlaser. - Google Patents

Halbleiterlaser.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen neuartigen Halbleiterlaser, welcher effektiv bei der Steuerung der transversalen Eigenschwingung einer Laserschwingung ist.
  • Konventionelle Halbleiterlaser werden auf der Grundlage der Struktur der aktiven Schicht in zwei Gruppen eingeteilt. Eine Klasse besteht aus Halbleiterlasern mit einer ebenen aktiven Schicht und die andere aus Halbleiterlasern mit einer sichelförmigen aktiven Schicht.
  • Halbleiterlaser mit einer ebenen aktiven Schicht sind insofern unterlegen, als der Schwingungs-Schwellenstrom einen hohen Wert hat und die Differentialquanten-Effektivität gering ist, obwohl sie insofern ausgezeichnet sind, als sie eine Laserschwingung in einer transversalen Grundschwingung erreichen. Im Gegensatz dazu sind Halbleiterlaser mit einer sichelförmigen aktiven Schicht insofern unterlegen, als sie dazu neigen, eine Laserschwingung in einer Querschwingung höherer Ordnung zu erzeugen, obwohl sie insofern ausgezeichnet sind, als der Schwingungs-Schwellenstrom auf einem außerordentlich niedrigen Wert liegt und die Differentialquanten-Effektivität hoch ist.
  • Fig. 1(a) zeigt einen VSIS-Halbleiterlaser (einen mit V-förmigen Kanalsubstrat-Innenstreifen) mit einer ebenen aktiven Schicht als Beispiel für den vorstehend erwähnten Halbleiterlaser mit einer ebenen aktiven Schicht, welcher ein p-GaAs--Substrat 111, eine n-GaAs-Stromsperrschicht 112, eine p-Ga-AlAs-Plattierschicht 113, eine ebene aktive n-GaAlAs-Schicht 114, eine n- GaAlAs-Plattierschicht 115, eine n-GaAs-Deckschicht 114, eine obere Elektrode 117 und eine untere Elektrode 118 umfaßt. Der VSIS-Laser mit einer ebenen aktiven Schicht, welcher in TGED 81- 42, 31 (Juli 1981) IECE Japan offenbart wird, erreicht eine Laserschwingung in einer stabilen transversalen Grundschwingung bis zu einer optischen Ausgangsleistung von 20 mW, doch hat der Schwingungs-Schwellenstrom einen hohen Wert von 40-60 mA und hat die Differentialquanteneffektivität einen niedrigen Wert von 15%.
  • Fig. 1(b) zeigt einen VSIS-Halbleiterlaser mit einer sichelförmigen aktiven Schicht als Beispiel für den vorstehend erwähnten Halbleiterlaser mit einer sichelförmigen aktiven Schicht, welcher ein p-GaAs-Substrat 111, eine n-GaAs-Stromsperrschicht 112, eine p-GaAlAs-Plattierschicht 113, eine sichelförmige aktive n- GaAlAs-Schicht 214, eine n-GaAlAs-Plattierschicht 115, eine n- GaAs-Deckschicht 116, eine obere Elektrode 117 und eine untere Elektrode 118 umfaßt. Der VSIS-Laser mit einer sichelförmigen aktiven Schicht, der ebenfalls in TGED 81-42, 31 (Juli 1981) IECE Japan offenbart wird, neigt, obwohl der Schwingungs-Schwellenstrom nur 20 mA beträgt und die Differentialquanteneffektivität einen hohen Wert von 25% hat, dazu, eine Laserschwingung in einer Transversalschwingung höherer Ordnung selbst bei niedriger Ausgangsleistung (z. B. 1-3 mV) zu erzeugen, weil das Verhüten einer transversalen Ausbreitung des Lichts von der Differenz ΔN beim effektiven Brechungsindex abhängig ist, welcher auf der Differenz Δd in der Schichtdicke basiert, die sich aus der konkaven Form der aktiven Schicht ergibt. Die Differenz ΔD beträgt 1·10&supmin;² oder mehr, was übermäßig groß ist. Deshalb wird man, wenn die Differenz Δd bei der Dicke der sichelförmigen aktiven Schicht gering ist und die Differenz ΔN bei der effektiven Brechung nicht größer als rund 2·10&supmin;³ ist, eine Laserschwingung in einer transversalen Grundschwingung erreichen.
  • Andererseits geht bei dem VSIS-Halbleiterlaser mit einer ebenen aktiven Schicht, wie in Fig. 1(a) gezeigt, ein Licht durch einen Wellenleiter in Abhängigkeit sowohl von der Differenz ΔN beim effektiven Brechungsindex, als auch der Differenz Δα im Verlust der aktiven Schicht 114 zwischen der Innenseite und der Außenseite des V-förmigen Kanals 119 hindurch, so daß selbst dann, wenn die Differenz ΔN auf einem hohen Wert gehalten wird, Licht in einer Transversalschwingung höherer Ordnung im Außenbereich des V-förmigen Kanals 119 durch die Stromsperrschicht 112 absorbiert wird, wodurch eine Transversal-Grundschwingung bis zu einer hohen Ausgangsleistung aufrechterhalten wird. Wenn jedoch die Differenz ΔN groß wird, dann wird die Differenz Δα groß, z. B. 1000-2000 cm&supmin;¹. Wenn die Differenz Δα groß ist, dann wird die Lichtphase verzögert, so daß die Strahleinschnürung dazu neigt, in der Innenseite der Kristallflächen des Lasers zu liegen. Folglich haben konventionelle VSIS-Laser den Nachteil, daß Strahleinschnürungen in der Richtung parallel zur Verbindungsstelle sich in einer Position von 5 bis 15 um von der Kristallfläche befinden, was zu einem Astigmatismus führt.
  • Ein Fensterstreifen-Halbleiterlaser wurde in Appl. Phys. Lett., 15. Mai 1979, S. 637 vorgeschlagen, bei welchem die Absorption von Laserlicht um die Kristallfläche herum reduziert wird, um eine Laserschwingung bei hohem Ausgangspegel ohne Verschlechterung und/oder Beschädigung der Kristallfläche zu erreichen. Die japanische Patentanmeldung Nr. 57-91636 schlägt einen anderen Fensterstreifen-Halbleiterlaser wie in Fig. 2(a) und 2(b) gezeigt vor, bei welchem ein optischer Wellenleiter in der Fensterregion des vorstehenden in Appl. Phys. Lett. erwähnten gebildet wird, um sowohl die Strahleinschnürung, als auch die Transversalschwingung höherer Ordnung zu steuern und dadurch nur eine Transversal-Grundschwingung zu erreichen. Dieser Fensterlaser umfaßt eine n-GaAs-Stromsperrschicht 312, welche Strom bei einem p-GaAs-Substrat abschaltet. In der Stromsperrschicht 312 und dem GaAs-Substrat 311 werden ein streifenförmiger Kanal 319, der die Breite Wc&sub1; hat und ein streifenförmiger Kanal 419, der die Breite Wc&sub2; hat (Wc&sub1;> Wc&sub2;), kontinuierlich gebildet. Eine p- GaAlAs-Plattierschicht 313, eine aktive GaAs- oder GaAlAs- Schicht 314, eine n-GaAlAs-Plattierschicht 315 und eine n-GaAs- Deckschicht 316 werden nacheinander darauf angeordnet. Elektroden 317 und 318 sind an der Deckschicht 316 beziehungsweise dem GaS-Substrat 311 angeordnet. Der Teil der aktiven Schicht 314, der dem Kanal 319 entspricht, hat eine konkave Form, um einen optischen Wellenleiter zu bilden, der eine Breite hat, die geringer als die Breite Wc&sub1; des Kanals 319 ist. Der Teil der aktiven Schicht 314, der dem Kanal 419 entspricht, hat ebene Gestalt, um einen optischen Wellenleiter zu bilden, der im wesentlichen dieselbe Breite hat, wie die Breite Wc&sub2; des Kanals 419, basierend auf der Tatsache, daß der effektive Brechungsindex infolge einer Lichtabsorption durch die n-GaAs-Stromsperrschicht 312 auf beiden Seiten des Kanals 419 klein wird.
  • Fig. 2(a) zeigt den Mittelteil des Fensterlasers, welcher mit einem VSIS-Halbleiterlaser mit einer sichelförmigen aktiven Schicht korrespondierend ist, wie er in Fig. 1(b) gezeigt wird. Fig. 2(b) zeigt die unmittelbare Umgebung der Kristallfläche des Fensterlasers, welche mit einer in Fig. 1(a) gezeigten ebenen aktiven Schicht korrespondierend ist.
  • Es hat sich herausgestellt, daß der vorstehend erwähnte Fenster- VSIS-Halbleiterlaser nicht in Massenfertigung hergestellt werden kann, da ja Laser, die eine Transversal-Grundschwingung bis zu einer optischen Ausgangsleistung von 20 mW oder mehr an einer der Kristallflächen davon aufrechterhalten, nur mit geringer Ausbeute erzielt werden können. Dies ist so wegen der Schwierigkeit der Steuerung der Krümmung der aktiven Schicht 314 im Innenbereich des Lasers. Wenn die aktive Schicht übermäßig konkav ist, dann entsteht die Neigung, daß eine Laserschwingung in einer Transversalschwingung höherer Ordnung erzeugt wird, und selbst obwohl die ebene Fensterregion der aktiven Schicht 314 in den Kristallflächen des Lasers verlängert wird, kann man eine ausreichende Laserschwingung in einer Transversal-Grundschwingung nicht erreichen. Außerdem ist die Breite Wc&sub2; des Kanals 419 des Fenster-VSIS-Halbleiterlasers außergewöhnlich schmal (z. B. ungefähr 4 um) und ist die Dicke der p-Plattierschicht 313 gering (z. B. ungefähr 0,1 um), so daß eine Lichtabsorption durch die Stromsperrschicht 312 auf beiden Seiten des Kanals 419 vergrößert wird, was zu einem Astigmatismus und/oder einer Abnahme bei der Differential-Quanteneffektivität führt.
  • JP-A-56 138 977 offenbart ein Halbleiterlaserlement, das ein Substrat und eine Doppel-Heterostruktur umfaßt, die eine erste Plattierschicht, eine aktive Schicht und eine zweite Plattierschicht hat. Das Substrat hat eine zweistufige Nut, und die aktive Schicht ist flach.
  • JP-A-57 063 885 offenbart einen Halbleiterlaser, der ein Substrat, eine stromeinengende Schicht, eine Doppel-Heterostruktur, die eine erste Plattierschicht, eine aktive Schicht und eine zweite Plattierschicht hat und Elektroden umfaßt. Die stromverengende Schicht hat eine zweistufige Öffnung. Die aktive Schicht hat eine linsenähnliche Gestalt in der Region über der zweistufigen Öffnung.
  • JP-A-58 137 283 offenbart einen Laser in eingebauter Ausführung, der ein Substrat, eine Doppel-Heterostruktur, die eine erste Plattierschicht, eine aktive Schicht und eine zweite Plattierschicht hat und Elektroden umfaßt. Das Substrat hat eine zweistufige Nut.
  • Entsprechend der Erfindung wird folglich für einen Halbleiterlaser gesorgt, welcher ein Substrat, eine Stromsperrschicht, die auf diesem Substrat gebildet wird, wobei diese Stromsperrschicht einen zweistufigen Streifenkanal hat, der aus einem ersten Kanal und einem zweiten Kanal zusammengesetzt ist, eine Doppel-Heterostruktur, die auf der Stromsperrschicht gebildet wird, wobei diese Doppel-Heterostruktur eine erste Plattierschicht, eine aktive Schicht, die auf der ersten Plattierschicht gebildet wird, für eine Laserschwingung und eine zweite Plattierschicht hat, die auf der aktiven Schicht gebildet wird und erste und zweite Elektroden umfaßt, die auf der Doppel-Heterostruktur und unter dem Substrat gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kanal, der eine Breite Wi hat, in der Mitte des ersten Kanals positioniert ist, wie man im seitlichen Querschnitt sieht und so geformt ist, daß er das Substrat durchdringt und dadurch Strom, der in die aktive Schicht eingespeist wird, in den zweiten Kanal fließen kann, dadurch, daß der erste Kanal eine Breite W12 in unmittelbarer Nähe der Kristallflächen des Lasers hat und eine Breite W11 zwischen den Kristallflächen in der Innenseite des Lasers hat, so, um die Beziehung W11 > W12 > Wi zu befriedigen und dadurch, daß die aktive Schicht eine ebene Form in unmittelbarer Nähe der Kristallflächen des Lasers hat und eine sichelförmige Gestalt zwischen den Kristallflächen in der Innenseite des Lasers hat, was zu einem Fensterstreifen-Halbleiterlaser führt.
  • Die aktive Schicht ist eine sichelförmige aktive Schicht, welche eine nach unten gerichtete Krümmung entsprechend dem Mittelteil des zweistufigen Streifenkanals hat.
  • Die Differenz Δn beim komplexen Brechungsindex zwischen der Innenseite und der Außenseite des zweiten Kanals beträgt 4·10&supmin;³ oder mehr bezogen auf den Realteil Re(Δn) davon und 4·10&supmin;³ oder weniger bezogen auf den Imaginärteil I,(Δn) davon, und das Verhältnis von Re(Δn) zu Im(Δn) ist 1,5 oder mehr.
  • Der erste Kanal hat eine Breite die so gewählt wird, daß Fensterregionen in der unmittelbaren Nähe der Kristallflächen des Lasers gebildet werden, wobei die aktive Schicht in jeder dieser Fensterregionen in der unmittelbaren Nähe der Kristallflächen des Lasers von ebener Gestalt und sichelförmig in der anderen Region im Innern des Lasers ist, was zu einem Fensterstreifen- Halbleiterlaser führt.
  • Folglich macht die hierin beschriebene Erfindung das Erreichen folgender Ziele möglich: (1) Bereitstellen eines Halbleiterlasers, welcher eine Laserschwingung in stabilisierter Transversal-Grundschwingung bis zu einer hohen optischen Ausgangsleistung erreicht; (2) Bereitstellen eines Halbleiterlasers, bei welchem Strahleinschnürungen an der Stelle in den Kristallflächen desselben sind, nämlich kein Astigmatismus beobachtet wird; (3) Bereitstellen eines Halbleiterlasers mit einer sichelförmigen aktiven Schicht, welcher eine Laserschwingung in einer Transversal-Grundschwingung bis zu einer hohen optischen Ausgangsleistung erreicht; (4) Bereitstellen eines Fensterstreifen- Halbleiterlasers, welcher eine Laserschwingung in einer stabilisierten Transversal-Grundschwingung bis zu einer hohen optischen Ausgangsleistung erreicht; und (5) Bereitstellen eines Fensterstreifen-Halbleiterlasers, bei welchem die Differentialquanteneffektivität hoch ist und kein Astigmatismus beobachtet wird.
  • Zum Zweck eines besseren Verstehens der Erfindung und um zu zeigen, wie dieselbe zum Einsatz gebracht werden kann, wird jetzt auf die beigefügten Zeichnungen verwiesen, bei welchen:
  • Fig. 1(a) eine Schnittansicht von vorn eines konventionellen VSIS-Halbleiterlasers mit einer ebenen aktiven Schicht ist;
  • Fig. 1(b) eine Schnittansicht von vorn eines konventionellen VSIS-Halbleiterlasers mit einer sichelförmigen aktiven Schicht ist;
  • Fig. 2(a) eine Schnittansicht von vorn des Mittelteils eines konventionellen Fenster-VSIS-Halbleiterlasers ist;
  • Fig. 2(b) eine Schnittansicht von vorn der unmittelbaren Umgebung der Kristallfläche eines konventionellen Fenster-VSIS-Halbleiterlasers ist;
  • Fig. 3 eine Schnittansicht von vorn eines BSIS-Halbleiterlasers ist;
  • Fig. 4 eine Grafik ist, die die Beziehung zwischen der Dicke d1fw der p-Plattierschicht innerhalb des ersten Kanals 9 und der Differenz Δn beim komplexen Brechungsindex bezogen auf den in Fig. 3 gezeigten Halbleiterlaser zeigt;
  • Fig. 5 eine Grafik ist, die die Beziehung zwischen der Dicke d&sub2; der aktiven Schicht und dem Parameter R bezogen auf den in Fig. 3 gezeigten Halbleiterlaser zeigt;
  • Fig. 6 eine Grafik ist, die die Beziehung zwischen der Dicke d1fw und dem Parameter R zeigt;
  • Fig. 7 eine Grafik ist, die die Beziehung zwischen dem Imaginärteil Im(Δn) und dem Realteil Re(Δn) beim komplexen Brechungsindex und dem Parameter R zeigt;
  • Fig. 8 eine Schnittansicht von vorn eines anderen BSIS-Halbleiterlasers ist;
  • Fig. 9 eine Schnittansicht von vorn eines Halbleiterlasers mit einer sichelförmigen aktiven Schicht ist;
  • Fig. 10 eine Schnittansicht von vorn eines anderen Halbleiterlasers mit einer sichelförmigen aktiven Schicht ist;
  • Fig. 11 eine Schnittansicht von vorn eines weiteren Halbleiterlasers mit einer sichelförmigen aktiven Schicht ist;
  • Fig. 12(a) und (b) Schnittansichten von vorn der innenliegenden Region beziehungsweise der Fensterregion eines Fenster-BSIS- Halbleiterlasers dieser Erfindung ist;
  • Fig. 13(a) beziehungsweise (b) schematische Grundrißansichten eines Herstellungsprozesses des in den Fig. 12(a) und (b) gezeigten Fenster-Halbleiterlasers sind;
  • Fig. 14(a) und (b) Schnittansichten von vorn der innenliegenden Region beziehungsweise der Fensterregion eines anderen Fenster- BSIS-Halbleiterlasers sind.
  • Fig. 3 zeigt, während sie nicht mit der beanspruchten Erfindung in Beziehung steht, einen BSIS-Halbleiterlaser (einen mit Breitkanal-Substrat-Innenstreifen), welcher wie folgt hergestellt wird:
  • Auf einem p-GaAs-Substrat 1 wird eine n-GaAs-Stromsperrschicht 2 gebildet, um einen Strom zu dem p-GaAs-Substrat 1 abzusperren. Die Stromsperrschicht 2 wird mittels einer allgemein bekannten Ätztechnik geätzt, was zu einem Kanal 9 führt, der die Breite W&sub1; und die Tiefe D&sub1; hat. Dann wird mittels einer Ätztechnik ein V- förmiger Kanal 10, der die Breite W&sub2; (W&sub1;> W&sub2;) und die Tiefe D&sub2; (D&sub1;> D&sub2;) hat, im Mittelteil des Kanals 9 gebildet, was zu einem zweistufigen Streifenkanal 11 auf dem Substrat 1 führt. Auf dem Substrat 1 wird ein Doppel-Heterostruktur-Laser-Arbeitsbereich gebildet, welcher nacheinander eine p-GaAlAs-Plattierschicht 3, eine aktive GaAlAs-Schicht 4, eine n-GaAlAs-Plattierschicht 5 und eine n-GaAs-Deckschicht 6 umfaßt. Die Erfinder haben untersucht, wie die Differenz Δn beim komplexen Brechungsindex zwischen der Innenseite und der Außenseite des V-förmigen Kanals von der Dicke d&sub2; der aktiven Schicht 4 und der Dicke d1fw der p- Plattierschicht 3 innerhalb des erste Kanals 9 abhängt. Jeder der Realteile Re(Δn) und der Imaginärteile Im(Δn) der Differenz Δn des komplexen Brechungsindex' wird durch die Formel Re(Δn) = ΔN (1)
  • Im(Δn) = Δα/2k (2)
  • dargestellt, wobei ΔN die Differenz beim effektiven Brechungsindex ist, Δα die Differenz beim Stromverlust in der Außenseite des V-förmigen Kanals 10 ist und k die Wellenanzahl (2π/λ) ist.
  • Die Ergebnisse werden in Fig. 4 (bezogen auf die Wellenlänge λ von 780 nm) gezeigt, welche anzeigt, daß Re(Δn) und Im(Δn) (d. h. ΔN und Δα) mit einer Zunahme bei d1fw und d&sub2; vermindert werden. Zusätzlich zu den vorstehend diskutierten Differenzen von ΔN und Δα wird die Differenz beim Brechungsindex infolge eines Trägers, der in die aktive Schicht 4 eingebracht wird, wie folgt erklärt:
  • Wenn die optische Ausgangsleistung erhöht wird, dann entsteht eine Schwankung der Trägerverteilung infolge eines räumlichen Lochabbrands, und es entsteht eine Veränderung des Brechungsindexes, was zu Turbulenz bei der Transversalschwingung führt, wobei der Umfang der Schwankung rund 310W3 ist. Folglich ist es, um eine stabilisierte Transversalschwingung zu erzeugen, erforderlich, die Differenz ΔN beim eingebauten effektiven Brechungsindex zu erhöhen und dadurch einen Einfluß auf die Änderung der Trägerverteilung zu vermeiden. Da nun der konventionelle VSIS-Laser eine aktive Schicht mit einer Dicke d&sub2; von 0,1 um und eine Plattierschicht mit einer Dicke d1f von 0,15 um hat, beträgt die Trägerabsorption Δα außerhalb des V-förmigen Kanals 2000 cm&supmin;¹, was übermäßig groß ist, während ΔN ausreichend groß bei 1,5·10&supmin;² ist. Wenn Δα übermäßig groß ist, dann wird die optische Phase darin verzögert, so daß deren Strahleinschnürung dazu tendiert, in der Innenseite der Kristallfläche zu liegen. Darüberhinaus wird die Differentialquanteneffektivität 15% oder geringer.
  • Aus den vorstehend diskutierten Gründen sollte eine aktive Schicht, die die Dicke d&sub2; hat und eine Plattierschicht, die die Dicke d1fw hat so aufgebaut werden, daß ΔN so groß wie möglich und Δα so klein wie möglich ist. Die Erfinder haben untersucht, wie das Verhältnis R von Re(ΔN) zu Im(Δn) von d&sub2; und d1fw abhängt und haben sich die folgende Formel überlegt:
  • R = Re(Δn)/Im(Δn) (3).
  • Fig. 5 zeigt die Abhängigkeit des Parameters R von d&sub2;, und Fig. 6 zeigt die Abhängigkeit des Parameters R von d1fw, von denen jede zeigt, daß der Parameter R stark von d&sub2; abhängt, während die Abhängigkeit von d1fw gering ist.
  • Dann haben die Erfinder den Wert Re(Δn) und Im(Δn) von Musterlasern berechnet, die sich bezüglich der Dicke der darin vorhandenen aktiven Schicht d&sub2; unterscheiden. Bei einigen dieser Musterlaser waren Strahleinschnürungen innerhalb von 3 um von deren Kristallflächen positioniert, und bei anderen waren Strahleinschnürungen über 3 um hinaus von deren Kristallflächen positioniert. Die Ergebnisse werden in Fig. 7 gezeigt, wobei die Marke O anzeigt, daß die Strahleinschnürung innerhalb von 3 um von der Kristallfläche liegt und die Marke X anzeigt, daß die Strahleinschnürung über 3 um hinaus von der Kristallfläche entfernt liegt. Man kann aus Fig. 7 ersehen, daß Re(Δn) 4·10&supmin;³ oder mehr sein muß, daß Im(Δn) 4·10&supmin;³ oder weniger sein muß und daß R 1,5 oder mehr sein muß, damit die Strahleinschnürung innerhalb von 3 um von der Kristallfläche liegt.
  • Wenn die vorstehend angeführten Forderungen befriedigt werden, dann kann man einen Halbleiterlaser erhalten, welcher eine Laserschwingung in einer stabilisierten Transversalschwingung bis zu einer hohen Ausgangsleistung erreicht und keinen Astigmatismus bewirkt.
  • Folglich hat der Halbleiter dieses Lasers eine aktive Schicht mit der Dicke d&sub2;, welche so dünn wie möglich bis zu einem solchen Ausmaß ist, daß der Schwellenstromwert nicht ansteigt und eine p-Plattierschicht mit der Dicke d1fw, welche vorzugsweise so dünn wie möglich bis zu einem solchen Ausmaß ist, daß die vorstehend angeführten Erfordernisse befriedigt werden.
  • Ein weiteres Merkmal dieses Halbleiterlasers ist, daß die Transversalschwingung durch die Verteilung des Brechungsindex' /des Stromverlustes bestimmt wird, die aus zwei Schritten besteht, so daß die Spitzenwertverschiebung von Fernfeld- Strahlungscharakteristika selbst bei einem Betreiben mit hoher Ausgangsleistung nicht beobachtet wird. Im Gegensatz dazu wird beim konventionellen VSIS-Laser die Transversalschwingung durch die einstufige Verteilung des Brechungsindex'/des Stromverlustes bestimmt wird.
  • Der Halbleiterlaser ist auch ausgezeichnet bezüglich der Steuerung der Dicke d1fw der p-Plattierschicht, da ja der erste Kanal 9 durch eine Ätztechnik gebildet wird, die zu einer Tiefe D&sub2; führt, welche über die gesamte Oberfläche des Substrats 1 einheitlich ist und auch die p-Plattierschicht 3 außerhalb des Kanals durch Flüssigphasenepitaxie gebildet wird, was zu der Tiefe d1fw führt, welche bis auf ein Ausmaß von ungefähr 0,15 um einheitlich ist. Deshalb ist die Dicke d1fw (= D&sub1; + d1f) der p- Plattierschicht 3 innerhalb des Kanals 9 im wesentlichen einheitlich. Irgendwelche Schichten mit einer so großen Dicke, wie 0,3 um können nicht durch Flüssigphasenepitaxie allein einheitlich gebildet werden. Die Dicke jeder solchen ist uneben und reicht von 0,2 bis 0,45 um.
  • Fig. 9 zeigt einen Halbleiterlaser mit einer sichelförmigen aktiven Schicht, welcher dieselbe Struktur wie der hat, der in Fig. 3 gezeigt wird, mit der Ausnahme, daß die aktive Schicht 24 eine konkave Gestalt entsprechend dem Mittelteil des zweistufigen Streifenkanals 102 hat.
  • Die aktive Schicht 24 wird so gebildet, daß die Krümmung derselben leicht wird, da die Breite W&sub1; des Kanals 29 groß und die Tiefe D&sub1; des Kanals 29 flach ist, so daß die Änderung Δd bei der Dicke der aktiven Schicht sanft wird, was zu einer Laserschwingung in Transversal-Grundschwingung führt. Darüberhinaus läßt dieser Halbleiterlaser Strom in den Mittelteil des zweistufigen Streifenkanals 102 fließen. Vorausgesetzt, der Strom fließt durch den ganzen Kanal, dann entsteht die Änderung bei der Trägerverteilung innerhalb der aktiven Schicht in Übereinstimmung mit der Gestalt des zweistufigen Streifenkanals 102 (d. h. es entsteht ein räumlicher Lochabbrand). Folglich steht die Verstärkungsverteilung in Übereinstimmung mit der Verteilung der optischen Intensität einer Transversalschwingung erster Ordnung, und die Verstärkung der Schwingung erster Ordnung ist größer als die Verstärkung der Schwingung zweiter Ordnung, was zu einer Laserschwingung in einer Transversalschwingung erster Ordnung führt.
  • Wie vorstehend erwähnt, ist der Halbleiterlaser mit einer sichelförmigen aktiven Schicht, der in Fig. 9 gezeigt wird, so aufgebaut, daß die Krümmung der sichelförmigen aktiven Schicht in Abhängigkeit von der Breite W&sub1; und der Tiefe D&sub1; des Kanals 29 schwach gemacht werden kann und Strom in den Mittelteil des Kanals 102 fließt, wodurch eine Laserschwingung in der Transversal-Grundschwingung bis zu einer hohen Ausgangsleistung aufrechterhalten wird.
  • Fig. 12(a) und (b) zeigen einen Fenster-BSIS-Halbleiterlaser (einen mit Breitkanal-Substrat-Innenstreifen), welcher wie folgt hergestellt wird:
  • Auf dem p-Substrat 51 wird eine n-Stromsperrschicht 52 gebildet, um Strom zum p-Substrat 51 abzuschalten. Die Stromsperrschicht 52 wird mittels einer allgemein bekannten Ätztechnik geätzt, um einen Kanal 59, der die Breite W&sub1;&sub1; und die Tiefe D&sub1; hat, in der Innenregion der Kristallflächen und die Breite W&sub1;&sub2; (W&sub1;&sub1;> W&sub1;&sub2;) und die Tiefe D&sub1; in den Fensterregionen der Kristallflächen hat, zu bilden. Dann wird mittels einer Ätztechnik ein V-förmiger Kanal 60, der die Breite Wi (W&sub1;&sub1;> W&sub1;&sub2;> Wi) hat, in dem Mittelteil des Kanals 59 gebildet, was zu einem zweistufigen Streifenkanal 105 auf dem Substrat 51 führt. Auf dem Substrat 51 wird ein Doppel- Heterostruktur-Laser-Operationsbereich gebildet, welcher nacheinander zum Beispiel eine p-Plattierschicht 53, eine aktive p- Schicht 54, eine n-Plattierschicht 55 und eine n-Deckschicht 56 umfaßt. Die aktive Schicht 54 wird so gebildet, daß sie leicht konkav in der inneren Region entsprechend dem Kanal 59 ist, der die Breite W&sub1;&sub1; hat und sie flach in der Fensterregion ist, die dem Kanal 59 entspricht, der die Breite W&sub1;&sub2; hat und daß die Krümmung davon schwach wird, wenn die Breite W&sub1;&sub1; des Kanals 59 groß und die Tiefe D&sub1; des Kanals 59 flach ist, und demzufolge wird die Veränderung bei der Dicke der aktiven Schicht gering, was zu einer Laserschwingung in der Transversal-Grundschwingung führt. Darüberhinaus läßt dieser Fenster-BSIS Halbleiterlaser Strom in die Mitte des zweistufigen Streifenkanals 105 fließen. Vorausgesetzt, Strom fließt über dem gesamten Kanal 105 hinein, wie bei dem Halbleiterlaser in Fig. 9 erwähnt, dann entsteht ein räumlicher Lochabbrand, der zu einer Laserschwingung in der Transversalform erster Ordnung führt.
  • Die Erfinder haben durch einen Versuch herausgefunden, daß in dem Fall, in dem ein VSIS-Laser mit einer sichelförmigen aktiven Schicht und ein VSIS-Laser mit einer ebenen aktiven Schicht unter denselben Wachstumsbedingungen gesondert hergestellt werden, der erstere Laser eine Laserschwingung bei einer größeren Wellenlänge, verglichen mit dem letzteren Laser, erreicht, das heißt, die Bandlücke der sichelförmigen aktiven Schicht ist schmaler als die der ebenen aktiven Schicht. Außerdem macht die Krümmung der aktiven Schicht die Transversalschwingung weniger stabil, obwohl der Schwingungs-Schwellenstrompegel niedrig wird, während die Ebene der aktiven Schicht die Transversalschwingung bis zu einem großen Ausmaß stabil macht, obwohl der Schwingungs- Schwellenstrompegel hoch wird. Die vorstehend erwähnten Versuchsergebnisse lassen daran denken, daß dann, wenn der optische Wellenleiter bei jeder dieser beiden Arten miteinander in Reihe geschaltet ist, eine Laserschwingung in der konkav geformten Region entsteht und die ebene Region nur als Fensterwirkung dient, welche Licht hindurchläßt. Folglich wird, wenn der ebene Teil der aktiven Schicht in der unmittelbaren Nähe der Kristallflächen liegt, der Pegel des Schwingungs-Schwellenstroms (Ith) in dem sich ergebenden Halbleiterlaser vermindert, und man erreicht eine stabilisierte Transversalschwingung. Darüberhinaus kann ein Halbleiterlaser, der eine große Ausgangsleistung, Pmax für den Kristallflächenausfall, hat, hergestellt werden.
  • Der in Fig. 12(a) und (b) gezeigte Fenster-BSIS-Laser wurde auf der Grundlage der vorstehend erwähnten experimentellen Kenntnisse hergestellt. Entsprechend der Struktur der Innenregion der Kristallflächen des in Fig. 12(a) gezeigten Fenster-BSIS-Lasers kann eine leichte Krümmung der aktiven Schicht 54 gebildet und kann ein Strom in dem Mittelteil des zweistufigen Streifenkanals 105 begrenzt werden, wodurch man eine Laserschwingung in einer Transversal-Grundschwingung bis zu einer hohen Ausgangsleistung erreicht. Andererseits ist entsprechend der Struktur in der Fensterregion des in Fig. 12(b) gezeigten Fenster-BSIS-Lasers die Dicke der p-Plattierungsschicht 53 auf beiden Seiten des V- förmigen Kanals 60 größer als die des in Fig. 2(a) und (b) gezeigten konventionellen Lasers, wodurch Astigmatismus als Folge einer Verzerrung der Wellenfront in beiden Seiten des V-förmigen Kanals 60 verhütet und eine ausgezeichnete Differentialquanteneffektivität erreicht wird. Der Fenster-BSIS-Laser dieser Erfindung, welcher dem konventionellen Laser sowohl in der Innenregion, als auch in der Fensterregion überlegen ist, erreicht eine Laserschwingung in einer stabilisierten Transversal-Grundschwingung bis zu einer hohen Ausgangsleistung und ist ausgezeichnet in der Differentialquanteneffektivität.
    • Beispiel 1
  • Der in Fig. 3 gezeigte BSIS-Laser wurde wie folgt hergestellt: Auf der Fläche (100) eines p-GaAs-Substrats 1 wurde eine n-GaAs- Stromsperrschicht 2 mit einer Dicke von 0,8 um mittels Flüssigphasenepitaxie gezüchtet, deren Oberfläche dann mittels eines fotolitografischen Verfahrens und einer chemischen Ätztechnik geätzt wurde, um einen Kanal 9 zu bilden, der eine Breite W&sub1; von 6,5 um und eine Tiefe D&sub1; von 0,2 um hatte. Der Bereich von dem Mittelteil des Kanals 9 bis zum oberen Teil des p-GaAs-Substrats 1 wurde einer Ätzbehandlung unterzogen, um einen V-förmigen Kanal 10 zu bilden, der eine Breite W&sub2; von 3,5 um hatte. Auf dem resultierenden zweistufigen Streifenkanal 100 wurde eine Doppel- Heterostruktur mittels Flüssigphasenepitaxie gezüchtet, wobei diese Doppel-Heterostruktur nacheinander eine p-Ga0,5Al0,5As-Plattierschicht 3, die eine Breite d1f von 0,1 um in der Außenregion des Kanals 9 und eine Breite d1fw von 0,3 um in jeder der beiden Seitenregionen des Kanals hatte, eine aktive p-Ga0,85Al0,15As- Schicht 4, die eine Breite d&sub2; von 0,06 um hatte, eine n- Ga0,5Al0,5As-Plattierschicht 5 und eine n-GaAs-Deckschicht umfaßte. Der Parameter R, der effektive Brechungsindex ΔN und die Verlustdifferenz Δα wurden berechnet, welche jeweils den Wert 2,8·10&supmin;³ beziehungsweise 650 cm&supmin;¹ hatten.
  • Dann wurden die Oberfläche der n-GaAs-Deckschicht 6 und die Rückseite des p-GaAs-Substrats einer Vakuum-Aufdampfbehandlung mit metallischen Materialien aus Au-Ge-Ni beziehungsweise Au-Zn unterzogen, wonach dann ein Erhitzen auf 450ºC folgte, um eine Elektrode 7, die aus einer Au-Ge-Ni-Legierung hergestellt war, beziehungsweise eine Elektrode 8 zu bilden, die aus einer Au-Zn- Legierung hergestellt war.
  • Der resultierende Halbleiterlaser wurde aufgespalten, um eine Lasereinheit zu erhalten, die eine Länge von 250 um hatte, welche eine Laserschwingung in einer stabilisierten Transversal- Grundschwingung bei einer Wellenlänge λ von 780 nm bei einem Schwellenstrom von 40 mW erreichen konnte, während die Spitzenwertverschiebung entweder der Nahfeld-Strahlungscharakteristik oder auch der Fernfeld-Strahlungscharakteristik nicht beobachtet werden konnte. Die Strahleinschnürung fiel in der Position mit der Kristallfläche in der Richtung parallel und vertikal zur Verbindungsstelle bis zu einer optischen Ausgangsleistung von 40 mW zusammen. Die Differentialquanteneffektivität betrug 25% auf einer Seite der Kristallfläche.
  • Ein weiterer BSIS-Laser, der dieselben Kennwerte zeigt, wie die in Fig. 3 gezeigte vorstehend erwähnte Einrichtung, wird in Fig. 8 gezeigt, wobei die zweistufigen Streifenkanäle 101 mittels einer Reaktivionen-Ätztechnik gebildet worden sind. Das Merkmal dieses BSIS-Lasers ist, daß der Kanal 101 treppenförmig ist, während der Kanal 100 des in Fig. 3 gezeigten BSIS-Lasers, welcher mittels einer chemischen Ätztechnik hergestellt wurde, konisch ist.
    • Beispiel 2
  • Fig. 9 zeigt einen Halbleiterlaser mit einer sichelförmigen aktiven Schicht, welcher wie folgt hergestellt wurde:
  • Auf der Fläche (100) eines p-GaAs-Substrats 21 wurde eine n- GaAs-Stromsperrschicht 22 mittels Molekularstrahlepitaxie gezüchtet, deren Oberfläche dann mittels eines fotolitografischen Verfahrens und einer chemischen Ätztechnik geätzt wurde, um einen Kanal 29 zu bilden, der eine Breite W&sub1; von 12 um und eine Tiefe D&sub1; von 0,2 um hatte. Der Bereich von dem Mittelteil des Kanals 29 bis zum oberen Teil des Substrats 21 wurde einer Ätzbehandlung unter Verwendung eines Masken-Ausrichtungsmittels unterzogen, um einen V-förmigen Kanal 30 zu bilden, der eine Breite W&sub2; von 4 um und eine Tiefe D&sub2; von 1 um hatte, was zu einem zweistufigen Streifenkanal 102 auf dem Substrat 21 führte. Ein Laser-Operationsbereich, der eine Doppel-Heterostruktur hatte, wurde mittels Flüssigphasenepitaxie auf dem mit dem Kanal 102 versehenen Substrat gezüchtet. Die Doppel-Heterostruktur umfaßt nacheinander eine p-Ga0,5Al0,5As-Plattierschicht 23, eine aktive p- Ga0,85Al0,15As-Schicht 24, eine n-Ga0,5Al0,5As-Plattierschicht 25 und eine n-GaAs-Deckschicht 26. Die Wachstrumsrate jeder p-Plattierschicht 23 und der aktiven Schicht 24 wurde so gesteuert, daß die Oberseite der p-Plattierschicht 23 in Übereinstimmung mit der Form des zweistufigen Streifenkanals 102 konkav geformt war, und die leicht konkav ausgebildete aktive Schicht 24 wurde auf der p-Plattierschicht 23 gebildet. Die Dicke der aktiven Schicht 24, die dem Mittelteil des Kanals 102 entspricht, betrug 0,08 um, während die Dicke der aktiven Schicht 24, die jeder der beiden Seiten des Kanals 102 entspricht, 0,07 um betrug. Die Differenz ΔN des effektiven Brechungsindex' basierend auf der Veränderung der Dicke der aktiven Schicht 24 ist 2·10&supmin;³. Die Oberseite der n-Plattierschicht 25 ist flach.
  • Dann werden Elektroden 27 und 28, welche aus einer Au-Ge-Nibeziehungsweise einer Au-Zn-Legierung hergestellt waren, auf der Oberfläche der Deckschicht 26 beziehungsweise der Rückseite des Substrats 21 in derselben Art und Weise gebildet, wie bei Beispiel 1 und wurden an eine Treiberquelle angeschlossen, um eine Laserschwingung zu initialisieren. Ein in die aktive Schicht 24 eingebrachter Strom fließt in den V-förmigen Kanal 30 als elektronenleitende Region, welche nicht von der Stromsperrschicht 22 abgedeckt ist.
  • Der resultierende Halbleiterlaser erreichte eine Laserschwingung in stabilisierter Transversalschwingung bei einer Wellenlänge von 780 nm bei einem Schwellenstrom von 20 mA bis zu einer optischen Ausgangsleistung von 25 mW. Die Differentialquanteneffektivität war 25% auf einer Seite der Kristallfläche.
  • Ein anderer Halbleiterlaser mit einer sichelförmigen aktiven Schicht wird in Fig. 10 gezeigt, welcher von dem in Fig. 9 gezeigten insofern verschieden ist, als die sogenannte Planarstreifenstruktur dafür angenommen worden ist. Dieser Halbleiterlaser umfaßt ein n-GaAs-Substrat 31, eine n-Ga0,6Al0,4As-Plattierschicht 32, eine aktive n-Ga0,95Al0,05As-Schicht 33, eine p- Ga0,6Al0,4As-Plattierschicht 34, eine n-GaAs-Deckschicht 35, eine Zn-diffundierte Region 36 und Elektroden 37 und 38. Die Breite W&sub1; beziehungsweise W&sub2; der Kanäle 39 und 40, die den zweistufigen Streifenkanal 103 bilden, beträgt 12 um beziehungsweise 4 um, und die Breite S der Zn-diffundierten Region 36 ist 4 um. Der Halbleiterlaser erreichte eine Laserschwingung in einer stabilisierten Transversal-Grundschwingung bei einer Wellenlänge von 820 nm bei einem Schwellenstrom von 25 mA bis zu einer optischen Ausgangsleistung von 18 mW. Die Differentialquanteneffektivität betrug 20% auf einer Seite der Kristallfläche.
  • Ein weiterer Halbleiterlaser mit einer sichelförmigen aktiven Schicht, der dieselben Kennwerte zeigte, wie der vorstehend erwähnte in Fig. 9 gezeigte, wird in Fig. 11 gezeigt, wobei der zweistufige Streifenkanal 104 durch eine Reaktionsionen-Ätztechnik gebildet wurde. Das Hauptmerkmal desselben ist, daß der Kanal 104 stufenförmig gestaltet ist, während der Kanal 102 des in Fig. 9 gezeigten Lasers, der mittels einer chemischen Ätztechnik hergestellt wurde, konisch ist.
  • Alle Halbleiterlaser bei Beispiel 2, bei denen die Krümmung der aktiven Schicht eines jeden derselben sich leicht steuern läßt, kann eine Transversal-Grundschwingung bei einem niedrigen Schwellenstromwert bis zu einer hohen Ausgangsleistung auf rechterhalten, was zu einer hohen Differentialquanteneffektivität führt.
    • Beispiel 3
  • Der in Fig. 12(a) und (b) gezeigte BSIS-Fensterlaser dieser Erfindung wurde wie folgt hergestellt:
  • Auf einem mit Zn dotierten p-GaAs-Substrat (p = 1·10¹&sup9; cm&supmin;³) 51, wurde eine mit Te dotierte n-GaAs-Stromsperrschicht (n = 3·10¹&sup8; cm&supmin;³) 52 mit einer Dicke von ungefähr 0,8 um mittels Flüssigphasenepitaxie gezüchtet, deren Oberfläche dann mittels eines fotolitografischen Verfahrens und einer chemischen Ätztechnik geätzt wurde, um einen Kanal 59 zu bilden, der eine Breite hatte, die von W&sub1;&sub1; bis W&sub1;&sub2; (W&sub1;&sub1;> W&sub1;&sub2;) reichte, wie in Fig. 12(a) und 13(a) gezeigt, wobei L&sub1; = 200 um, L&sub2; = 50 um, W&sub1; = 11 um, W&sub2; = 6,5 um und D&sub1; = 0,2 um. Dann wurde, wie in Fig. 12(b) und 13(b) gezeigt, im Mittelteil des Kanals 59 ein V-förmiger Kanal 60 mit einer Breite Wi von 3,5 um mittels eines fotolitografischen Verfahrens und einer chemischen Ätztechnik gebildet. Der V-förmige Kanal 60 wurde so gebildet, daß er das p-GaAs- Substrat 51 direkt erreichte. Infolge der Bildung des V-förmigen Kanals 60 wurde der entsprechende Teil der n-GaAs-Stromsperrschicht 52 von dem p-GaAs-Substrat 51 entfernt, was zu einem elektrischen Strompfad darin führte, welcher eine streifenförmige Struktur hat.
  • Dann wurde auf dem Substrat 51, das die Kanäle 59 und 60 hatte, welche einen zweistufigen Streifenkanal bilden, eine p- Ga0,5Al0,5As-Plattierschicht 53, eine aktive p-Ga0,85Al0,15As-Schicht 54, eine n-Ga0,5Al0,5As-Plattierschicht 55 und eine n-GaAs-Deckschicht 56, welche eine Dicke von 0,15 um, 0,04 um, 1,0 um beziehungsweise 2 um hatten, nacheinander mittels Flüssigphasenepitaxie außerhalb des Kanals gezüchtet, wie in Fig. 12(a) und (b) gezeigt. Die Dicke des Mittelteils jeder der in Fig. 12(a) und (b) gezeigten konkaven aktiven Schichten betrug 0,08 um und 0,04 um. Die Dicke der p-Plattierschicht 53 innerhalb des Kanals 59 betrug 0,3 um. Die Oberseite der n-Plattierschicht 55 sowohl auf der Innenseite als auch in der unmittelbaren Nähe der Kristallfläche war flach.
  • Dann wurden Elektroden 57 und 58, die aus Au-Ge-Nibeziehungsweise Au-Zn-Legierungen hergestellt waren, auf der Oberfläche der n-GaAs-Deckschicht 56 und der Rückseite des p- GaAs-Substrats entsprechend in derselben Art und Weise wie bei Beispiel 1 gebildet, was zu einem Fenster-BSIS-Laser führte. Er wird dann in der Mitte der Fensterregion, die eine Länge L&sub2; von 50 um hat, aufgespalten, um eine Lasereinheit zu bilden, die eine Fensterregion von der Länge 25 um auf beiden Seiten hat.
  • Die Fenster-BSIS-Lasereinheiten erreichten eine Laserschwingung in einer stabilisierten Transversal-Grundschwingung bei einer Wellenlänge von 780 nm bei einem Schwellenstrom von 30 mA bis zu einer optischen Ausgangsleistung von 30 mW oder mehr. Einige der Einheiten konnten eine Laserschwingung in einer stabilisierten Transversal-Grundschwingung bis zu 120 mW erreichen. Die Differentialquanteneffektivität betrug 25% auf einer Seite der Kristallfläche. In dem Falle in dem eine dielektrische Schicht so auf der Kristallfläche unter Vakuum aufgedampft wurde, daß der Reflexionsindex 95% bei der rückseitigen Kristallfläche und 2% an der vorderen Kristallfläche, aus welcher Licht abgenommen wird, betrug, arbeiteten diese Einheiten in einer stabilisierten Transversal-Grundschwingung bis zu 60 mW oder mehr und betrug die Differentialquanteneffektivität 55% an der vorderen Kristallfläche. Darüberhinaus betrug die Ausgangsleistung für den Kristallflächen-Zusammenbruch bei Impulsbetrieb und 150 mW bei CW-(Dauerwellen-)Betrieb.
  • Die Fenster-BSIS-Lasereinheit der vorstehend angeführten Bauweise, die eine Schwingungs-Wellenlänge von 780 nm hat, wurde einem Dauerbetrieb bei einer Ausgangsleistung von 50 mW bei 50ºC über 3000 Stunden unterzogen, doch wurde keinerlei Leistungsabfall beobachtet. Es wurde durch einen Versuch bestätigt, daß die Einheit durch solche Ereignisse, wie das Auftreten von Stoßströmen nicht beschädigt wurde.
  • Ein weiterer Fenster-BSIS-Laser, der dieselben Kennwerte wie die vorstehend erwähnte in Fig. 12(a) und (b) gezeigte Einrichtung zeigt, wird in Fig. 14(a) und (b) gezeigt, wobei der zweistufige Streifenkanal 106 durch eine Reaktionsionen-Ätztechnik gebildet wurde. Das Hauptmerkmal desselben ist, daß der Kanal 106 stufenförmig ist, während der Kanal 105 des in Fig. 12 gezeigten Fensterlasers, welcher mittels einer chemischen Ätztechnik hergestellt wurde, konisch verläuft.
  • Alle Fensterlaser bei Beispiel 3, bei denen die Krümmung der aktiven Schicht eines jeden auf leichte Weise gesteuert wird, kann eine Laserschwingung in einer stabilisierten Transversal- Grundschwingung bis zu einer hohen Ausgangsleistung bei einem niedrigen Schwellenstrom erreichen, was zu einer hohen Differentialquanteneffektivität führt. Diese Fensterlaser sind ausgezeichnet in der Zuverlässigkeit bei einer hohen Ausgangsleistung.
  • Die zwei Halbleiterlaser entsprechend dieser Erfindung sind nicht auf das GaAs-GaAlAs-System beschränkt, sondern können auch auf ein InP-InGaAsP-System und/oder andere Heterostruktur-Lasereinrichtungen angewendet werden. Die Stromsperrschichten können durch metallorganisch-chemisches Aufdampfen (Mo-CVD) und/oder Molekularstrahlepitaxie (MBE) statt durch Flüssigphasenepitaxie gezüchtet werden.

Claims (3)

1. Halbleiterlaser, welcher ein Substrat (51), eine Stromsperrschicht (52), die auf diesem Substrat gebildet wird, wobei diese Stromsperrschicht (52) einen zweistufigen Streifenkanal (105) hat, der aus einem ersten Kanal (59) und einem zweiten Kanal (60) zusammengesetzt ist, eine Doppel-Heterostruktur, die auf der Stromsperrschicht gebildet wird, wobei diese Doppel-Heterostruktur eine erste Plattierschicht (53), eine aktive Schicht (54), die auf der ersten Plattierschicht für eine Laserschwingung gebildet wird, und eine zweite Plattierschicht (55) hat, die auf der aktiven Schicht gebildet wird; und erste und zweite Elektroden (57, 58) umfaßt, die auf der Doppel-Heterostruktur und unter dem Substrat gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kanal (60), der eine Breite Wi hat, in der Mitte des ersten Kanals positioniert ist, wie man im seitlichen Querschnitt sieht und so geformt ist, daß er das Substrat (51) durchdringt und dadurch Strom, der in die aktive Schicht (54) eingespeist wird, in den zweiten Kanal fließen kann,
daß der erste Kanal (59) eine Breite W&sub1;&sub2; in unmittelbarer Nähe der Kristallflächen des Lasers hat und eine Breite W&sub1;&sub1; zwischen den Kristallflächen in der Innenseite des Lasers hat, so, um die Beziehung W&sub1;&sub1; > W&sub1;&sub2; > Wi zu befriedigen und
daß die aktive Schicht (54) eine ebene Form in unmittelbarer Nähe der Kristallflächen des Lasers und eine sichelförmige Gestalt zwischen den Kristallflächen in der Innenseite des Lasers hat, was zu einem Fensterstreifen-Halbleiterlaser führt.
2. Halbleiterlaser nach Anspruch 1, wobei der zweistufige Streifenkanal stufenförmig ist.
3. Halbleiterlaser nach Anspruch 1, wobei der zweistufige Streifenkanal (105) konisch ist.
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